对巴旦木物料特性的测试研究

石 鑫，牛长河，吐鲁洪·吐尔迪，张 丽

（新疆农业科学院农业机械化研究所，新疆乌鲁木齐830091）

我国巴旦木种植区主要分布在新疆南部贫困人口和少数民族相对集中的地区。据2019 年统计数据显示，目前我国巴旦木种植区主要分布在新疆喀什地区，总种植面积6.51 万hm2，占新疆特色林果栽培总面积的4.4%，年产量近7.6 万吨。巴旦木产业要做大做强，必须不断推进巴旦木生产全程机械化作业进程[1-2]，因此本文研究分析了新疆具有代表性的巴旦木品种的物料特性，为巴旦木加工机械化提供数据基础。

1 试验前的准备

对试验所用的设备游标卡尺（精度为0.01mm）、冠亚SFY-6 卤素快速水分测定仪、电子拉力试验机等按相关标准和规定选用，电子拉力试验机压力等级应不低于试验压力。

2 物料特性的测量

2.1 外形尺寸测量

（1）试验选择新疆主栽品种晚丰、双果和米桑三种，随机选取未经任何处理同等环境条件下的三个品种各150 粒。用游标卡尺分别测量三个品种的长、宽、厚，通过计算公式求出几何平均直径、球度[3]。

通过以下公式进行几何平均直径、球度计算：

式中GMD—几何平均直径，mm；L—长度，mm；W—宽度，mm；T—厚度，mm；φ—球度，%。

表1 巴旦木外形尺寸

测量数据显示，同一品种的巴旦木外形尺寸存在差异，不同品种差异更大，要设计机械化的巴旦木加工设备需综合考虑不同品种以及同一品种巴旦木的外形差异。

2.2 含水率的测定

巴旦木自然条件下的含水率会随着外界条件的变化而有所不同。所以须先确定三种巴旦木品种的初始含水率。选择成熟度为70%的三个巴旦木品种，每种选择样品100 粒并平均分成5 组进行测试，将巴旦木破碎后将壳仁分离，用快速水分测定仪对壳和仁分别进行测试，最终取含水率得平均值。测得的巴旦木壳及仁的初始含水率见表2：

研究表明巴旦木初始状态下米桑、双果和晚丰的壳、仁的含水率分别为6.468%和3.54%，5.844%、和3.55%，6.512%和3.47%。

表2 巴旦木含水率

2.3 壳厚度及壳仁间隙的测量

对巴旦木壳厚度的测定采用切割法将巴旦木切割开，用游标卡尺对巴旦木厚度、壳厚度及巴旦木仁厚度进行测量，再用巴旦木厚度减去巴旦木仁厚度除以2 即可得到巴旦木的壳仁间隙。测量数据见表3。

表3 巴旦木壳厚度及壳仁间隙

研究表明晚丰、米桑和双果采收后未经干燥加工的巴旦木壳平均厚度分别为2.63mm、2.12mm 和2.47mm；壳仁间隙平均值分别为1.42 mm、2.40 mm 和2.01mm。通过台架试验发现巴旦木壳仁间隙越大破壳时巴旦木仁损伤率越低。

2.4 巴旦木弹性模量测试

根据巴旦木外形尺寸将样品按照厚度分为3 个等级，对不同厚度样品进行压缩试验，计算出不同厚度巴旦木样品的弹性模量，结果显示，不同品种以及同一品种不同尺寸的巴旦木弹性模量差异都较大（表4[4]）。

表4 巴旦木弹性模量的测量

3 结论

通过测试研究和数据分析发现不同巴旦木品种物理特性差异很大，同一品种的物理特性也存在较大差异，因此在设计巴旦木脱青皮及破壳机时应充分考虑巴旦木的物理特性的差异，以达到最佳的作业效果。